El desarrollo del sistema cardiovascular en el ser humano comienza a aparecer hacia la mitad de la tercera semana del desarrollo intrauterino, cuando el embrión ya no es capaz de satisfacer sus necesidades nutritivas por mecanismos primitivos.
Tras la fecundación, a partir de la división del cigoto, comienzan a diferenciarse los tipos de células que componen el cuerpo humano.
El sistema cardiovascular es el primero en alcanzar una madurez funcional durante el desarrollo embrionario.
En el humano, la morfogénesis cardíaca ocurre entre la tercera y sexta semana del desarrollo intrauterino.
Al inicio, las sustancias nutritivas se difunden desde la sangre materna al interior de una serie de canalículos, y la circulación de los líquidos por estos canales se realiza por difusión y osmosis.
Veamos en detalle las etapas clave de este proceso:
Etapas del desarrollo embrionario y fetal
El desarrollo del corazón fetal se divide en varios periodos:
- Periodo de blástula: Abarca desde el día 14 hasta la tercera semana de embarazo. En esta etapa, la nutrición se realiza por difusión. Aproximadamente, a los 15 días de la fecundación, tiene lugar la gastrulación, y el disco bilaminar que formaba el cigoto pasa a estar formado por tres hojas blastodérmicas. El epiblasto, formado por las células más ventrales, formará el ectodermo. Desde esta capa se invaginarán células hacia el hipoplasto situado dorsalmente para dar lugar al endodermo.
- Periodo embrionario: De la cuarta a la octava semanas, se produce la organogénesis. A partir de este momento, se establecerá la circulación sanguínea. Los agentes teratógenos tienen su mayor influencia durante esta fase.
- Periodo fetal: Se inicia en la octava semana y se prolonga hasta el nacimiento. Se caracteriza por el crecimiento y desarrollo de las estructuras previamente formadas.
Hacia el 19 día de vida, surgen en la hoja esplácnica cardiógena del mesodermo unas agrupaciones celulares llamadas wolffianos que forman dos cordones macizos bilaterales y simétricos, a ambos lados de la línea primitiva a nivel del nodo primitivo.
Posteriormente, crearán puentes entre ellos a modo de red, hasta fusionarse completamente.
Formación del tubo cardíaco.
El día 22 este esbozo se ahueca y forma el tubo cardiaco.
La porción cefálica se pliega ventral caudal y hacia la derecha, mientras que la porción auricular caudal en dirección dorso craneal y hacia la izquierda, formando el asa cardiaca que se completa a los 28 días.
Este tubo cardíaco primitivo va a sufrir una serie de pliegues hasta que, sobre los 28 días de gestación, se van a empezar a diferenciar las primeras dilataciones, que corresponderán a las aurículas y ventrículos primitivos, así como a otras estructuras cardiacas, como los tractos de salida de los ventrículos.
El tubo cardiaco está formado por:
- El bulbo arterial que formará en su tercio proximal la porcion trabeculada del ventrículo derecho.
- El ventrículo primitivo del que surgirán los dos ventrículos.
- Porción auriculosinusal o segmento venoso, dará lugar a la aurícula común y, posteriormente, las aurículas.
Las células que forman el tubo cardíaco conforman el futuro endocardio.
Tabicamiento Cardíaco
La tabicación intracardiaca comienza el día 27 y termina el día 37.
A continuación, se describen los procesos de tabicamiento auricular, del canal auriculoventricular y del tronco arterioso y cono arterial:
Tabicamiento auricular
Tabicamiento auricular.
Al final de la cuarta semana de gestación se comienza a formar el tabique interauricular, formado por una primera cresta o septum primum, que deja un orificio que comunica ambas aurículas; y una segunda cresta celular que cierra este primer orificio pero que en su porción superior va a presentar una serie de perforaciones llamadas ostium secundum que van a corresponder al agujero de Botal o foramen oval.
Desde las almohadillas endocárdicas, crece otra cresta celular que cierra el ostium primum.
La aurícula derecha aumenta de tamaño al incorporarse la prolongación sinusal.
Las aurículas aumentan de tamaño y se desarrollan las venas pulmonares.
Una resorción excesiva del septum primum o el desarrollo insuficiente del septum secundum darán lugar a una comunicación interauricular ostium secundum.
La ausencia de tabicación total auricular dando lugar a un corazón trilocular biventricular.
Tabicamiento del canal auriculoventricular
Tabicamiento del canal auriculoventricular.
Inicialmente, el canal auriculoventricular va a comunicar con el ventrículo izquierdo primitivo y está separado del bulbo cardíaco por el reborde bulboventricular; posteriormente, crecerá hacia la derecha para comunicarse con ambos ventrículos.
Al final de la cuarta semana, se formarán dos rebordes mesenquimáticos llamados almohadillas endocárdicas auriculoventriculares superior e inferior, que crecen para fusionarse a la quinta semana, formando los orificios auriculoventriculares.
Posteriormente, aparecen las almohadillas auriculoventriculares laterales que formarán las futuras válvulas mitral y tricúspide, y los músculos papilares.
Cuando las almohadillas endocárdicas no se fusionan, darán lugar a un canal auriculoventricular.
Tabicamiento del tronco arterioso y del cono arterial
Alrededor de la quinta semana se va a producir la tabicación del bulbo arterial primitivo por el tabique aórtico-pulmonar, dividiendo a este tronco arterial en un canal aórtico y un canal pulmonar, que se comunicarán con el ventrículo izquierdo y derecho respectivamente.
La división desigual del cono es el origen de la tetralogía de Fallot, que es el defecto más frecuente de esta región.
Si estos rebordes descienden en línea recta, en vez de en espiral, se producirá una trasposición de los grandes vasos.
El gen GATA6 y el cofactor TFAP-2β se han relacionado con los defectos del tracto de salida que se encuentran en la tetralogía de Fallot.
Si las válvulas semilunares se fusionan a una distancia variable, se producirán atresia valvular aórtica o pulmonar, según la región afectada.
La ausencia del ligando JAGGED-1 o la inhibición de la señalización NOTCH 1-4 se han relacionado con defectos de formación de la aorta y de su tracto de salida.
Estas alteraciones se han encontrado también en el síndrome de Alagille, que asocia estenosis pulmonar.
El sistema de conducción deriva también del mesénquima cardiogénico.
Desarrollo del sistema vascular
Entre la cuarta y la quinta semanas de desarrollo, se forman los arcos faríngeos, cada uno con su propio nervio craneano y su propia arteria.
Estas arterias nacen del saco aórtico, que envía una rama a cada nuevo arco, de forma secuencial, de craneal a caudal, dando lugar a cinco pares de arterias, denominados arcos aórticos.
El tercer arco aórtico forma la carótida primitiva y la primera porción de la carótida interna, el resto de carótida interna se forma por la porción craneal de la aorta dorsal; la carótida externa es un brote del tercer arco aórtico.
Del sexto arco nace una rama hacia el esbozo pulmonar que dará lugar al segmento proximal de la arteria pulmonar derecha y desde su lado izquierdo el conducto arterioso.
Existen distintas teorías sobre la alteración embriológica exacta que da lugar a la coartación y a la hipoplasia de arco aórtico.
La teoría hemodinámica explicará esta patología por las alteraciones del flujo sanguíneo a nivel del istmo aórtico durante la vida fetal, tratando asimismo de explicar las malformaciones del tracto de salida izquierdo que se asocian con frecuencia (hipoplasia de la aorta, del VI y/o su tracto de salida, de la válvula mitral, lesiones estenóticas de la válvula aórtica…).
La teoría embriogénica encuentra el origen en un desarrollo anormal del segmento derivado del cuarto arco faríngeo izquierdo en su progresión cefalocaudal, de modo que la falta de migración en sentido cefálico de la arteria subclavia izquierda se originaría en el lugar de la coartación, lo que daría lugar a una retracción cuando el ductus se cierra.
Circulación fetal
El modelo hemodinámico fetal se define como «circulación en paralelo».
La sangre que retorna oxigenada desde la placenta hacia el feto lo hace a través de la vena umbilical, para seguir luego 2 caminos: a) una pequeña parte se dirige al lóbulo derecho del hígado, y b) la otra, a través del conducto venoso de Arancio (ductus venoso) se «adosa» (no se mezcla) con el flujo sanguíneo no oxigenado proveniente del retorno venoso de vena cava inferior (VCI) -mitad inferior del cuerpo.
En total, este volumen sanguíneo representa el 69% del gasto ventricular combinado (GVC).
Los 2 flujos de sangre «adosados» que alcanzan la aurícula derecha (AD) se distribuyen en diferentes rutas: a) el torrente sanguíneo oxigenado proveniente de la vena umbilical pasa directamente a la aurícula izquierda (AI) a través del agujero de Botallo o foramen ovale (representa el 27% del GVC), y b) el remanente flujo no oxigenado de la VCI (representa el 42% del GVC) se dirige por el orificio tricuspídeo hacia el ventrículo derecho (VD).
El retorno venoso de la mitad superior del cuerpo llega a la AD a través de la vena cava superior (VCS) (representa el 21% del GVC); por último, el seno coronario aporta a la AD un volumen del 3%.
La sumatoria proporcional de estos volúmenes (42% + 21% + 3%) conforman el 66% del flujo sanguíneo que administra el VD; esta cámara lo impulsa a la arteria pulmonar (AP) y a través del ductus arterioso (DA) a la aorta (Ao) descendente (no más de un 3-5% circula por la vasculatura pulmonar).
El ventrículo izquierdo (VI) distribuye solo el 34% del GVC (24% para las arterias coronarias, vasos del cuello y cerebro, el 10% restante para la Ao descendente).
Do you know how is the Heart Formation In Embryo? heart formation embryology animation
Consideraciones finales
Los defectos de tabicación, tanto auriculares como ventriculares, son el tipo más frecuente de cardiopatía congénita.
Los defectos de tabicación conforman el tipo más frecuente de cardiopatía congénita.
Los defectos de formación del tabique interauricular darán lugar a la comunicación interauricular; la ausencia de tabique interauricular dará lugar a un corazón trilocular biventricular.
No existen una correlación exacta de una mutación de un gen y un defecto cardíaco aislado concreto.
Tabla resumen del desarrollo cardíaco fetal
| Semana de gestación | Eventos clave |
|---|---|
| 3ª semana | Aparición de las primeras células cardíacas y formación de los cordones wolffianos. |
| 4ª semana | Fusión de los cordones wolffianos para formar el tubo cardíaco primitivo. Inicio del tabicamiento interauricular. |
| 5ª semana | Tabicamiento del canal auriculoventricular y del bulbo arterial primitivo. |
| 6ª semana | Diferenciación de las aurículas y ventrículos primitivos. Inicio del desarrollo del sistema vascular. |
| 8ª semana | Finalización de la organogénesis cardíaca. El corazón fetal tiene una estructura similar a la del adulto, aunque sigue creciendo y madurando. |